配列ニッケルマイクロニードルは高い機械的強度と優れた導電性を持ち、生物工学などの分野で広く応用されている。微細電鋳プロセスは、高い複製精度と広い適応性により、ニッケルマイクロニードルの製造において信頼性の高い方法となっている。しかし微細電鋳プロセスでは、通常、鋳造層の厚さと同じ光刻レジストモールドを使用する必要があり、厚いレジストの微細電鋳時には微細構造部に残留レジストが残ることやレジスト層の除去が困難となる問題が生じる。上記の問題を解決し、尖端曲率半径をナノスケールにした配列ニッケルマイクロニードルを得るために、我々はニッケル基配列マイクロニードルの薄膜レジスト微細電鋳製造プロセスを提案し、実験的に検証した。まず、（100）型単結晶シリコンの異方性エッチング特性を利用して配列円錐穴シリコンモールドを作製し、次にシリコンモールド表面に厚さ200 nmのニッケル種膜をスパッタリングした。次に、光リソグラフィーでマイクロニードル支持梁の薄膜レジストモールドを作製し、最後にシリコンモールドに微細電鋳を行い、配列ニッケルマイクロニードルを放出した。実験結果は、本研究の方法によりシリコンモールドを損傷させずに、寸法平均偏差1.7 μm、絶対位置平均偏差1.8 μm、先端平均曲率半径150 nmの配列ニッケルマイクロニードルが得られることを示した。約2 μm厚のRFJ-60ネガティブフォトレジストを微細電鋳のモールドとして使用し、約24.3 μm厚の配列ニッケルマイクロニードル支持梁の作製に成功した。さらに、SiO₂の側エッチング量をフォトマスクパターンサイズに補償する方法により、ニッケルマイクロニードルの相対寸法誤差を1％まで低減した。微細電鋳プロセスと単結晶シリコンの異方性エッチング特性を組み合わせることで、高品質かつ高効率に配列ニッケルマイクロニードルを製造可能であり、配列ニッケルマイクロニードルの大量生産の基盤を築いた。

配列ニッケルマイクロニードル; シリコンモールド; 微細電鋳プロセス; 側エッチング補償